Back Up Next

Приложение. НЕЙРОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОСТИ

3. Оптимальная частота генерации разрядов

Разряд в нейроне есть событие вероятностное: возбудимость нейрона l0~1/П0 соответствует вероятности возникновения одного разряда в единицу времени. Кроме Q, на l0 влияют и другие факторы, в результате чего может оказаться, что l0>>1 и нейрон станет пороговым элементом. Условия генерации разрядов удобно рассматривать на графике зависимости динамического порога нейрона Пd от времени t, прошедшего после последнего разряда. Зависимость Пd(t) известна в нейрофизиологии и изображена на рис.П4.

Figure P4

Рис.П4. Зависимость быстрой компоненты порога нейрона Пd от времени t, прошедшего после последнего разряда

Значения Пd изменяются в очень широких пределах на очень малом интервале времени, в течение которого значения других факторов, влияющих на возбудимость нейрона, практически не меняются, поэтому второй и последующие разряды в серии разрядов можно рассматривать как пороговые события. Разряд происходит при выполнении условия W>=П0sd, где W - возбуждающий потенциал, являющийся результатом пространственно-временной суммации воздействий на нейрон по возбуждающим и тормозным связям, а Пs - статический порог, в котором учитывается влияние предшествующих разрядов. Если потенциал W равен небольшой величине W1, то после первого случайного разряда нейрон начнет генерировать разряды с интервалом t1, т.е. будет генерировать на низкой частоте (НЧ) 1/t1 в режиме экзальтации. При большом потенциале W2 нейрон будет генерировать на высокой частоте (ВЧ) 1/t2 в режиме глубокой рефрактерности. Поскольку каждый разряд снижает возраст нейрона, то в зависимости от того, при каком значении t происходит разряд, разной будет энергетическая цена снижения возраста. Ранее нами было показано, что существует некоторое время topt, при котором энергетическая цена минимальна.

Figure P5

Рис.П5. Оптимальная частота генерации нейрона nopt=1/topt

Параметры модели могут быть подобраны таким образом, чтобы значение topt находилось в области глубокой рефрактерности (рис.П5) с целью создания условий для самоорганизации автомата: наиболее естественный и легкий режим генерации в фазе экзальтации энергетически невыгоден, в то же время нейрон не может самостоятельно достичь частоты генерации nopt=1/topt и поэтому должен взаимодействовать с другими нейронами. Стремление к генерации на оптимальной частоте обеспечивается оптимальным обучающим правилом, идея которого выражается формулой: Drij=ni(nopt - nj), где rij - проводимость возбуждающей связи от i-того к j-тому нейрону.

Для целостности концепции важно, что у нейрона, кроме генерации с частотой nopt, имеется еще один энергетически выгодный режим работы: случайные разряды с интервалами, много большими, чем время tmax, соответствующее минимуму Пd.

 

 





  Back Up Next

Designed by Easycom
Last updated: July 05, 1998